Жидкостной счетчик заряженных частиц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 07 1 Ч.1971 ( 1635351/26-25)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 23.111.1973. Бюллетень16Дата опубликования описания 14.Ч 1,1973 М. Кл, О 0111204 Н 011 3929Комитет по делам иэсбрвтеиий и открытий срт Совете Мииистров СССРУДк, 529,1.074.23(088,8) Авторизобретения А. ф. Писарев Ооъединенный институт ядерных исследованийЗаявитель ЖИДКОСТНОЙ СЧЕТЧИК ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 1Изобретение относится к области регистрации заряженных частиц, а именно к счетчикам с жидкой рабочей средой и пропорциональным коэффициентом усиления.Известен счетчик частиц, содержащий высоковольтный источник питания, цилиндрический проводящий корпус, проводящую нить и диэлектрическую жидкость.Однако известный счетчик имеет низкий коэффициент умножения 105) первичных электронов, создаваемых частицей, и малую эффективность регистрации частиц, не превышающую 30%; пропорциональность между начальной ионизацией и амплитудой импульса практически отсутствует. Счетчик неустойчив в работе, на нити его непрерывно возникают неуправляемые разряды. Одной из причин этих явлений являются локальные поверхностные микрошероховатости проволочки, которые инициируют ложный разряд.Цель изобретения - повышение коэффициента усиления, увеличение эффективности регистрации частиц и обеспечение пропорциональности коэффициента усиления при ограниченном разряде.Цель достигается тем, что в предлагаемом счетчике нить покрыта слоем полупроводника.Предлагаемый счетчик схематически изображен на чертеже. 2Он содержит диэлектрический корпус 1,первый электрод 2, второй электрод (проводящую нить) 3 с полупроводниковым покрытием 4, жидкую среду 5,5 Роль полупроводникового покрытия нанити сводится к закрытию микрошероховатостей проволочки и к ограничению тока в разряде. В нормальном состоянии (при отсутствии частицы) электрическое поле в счетчи 10 ке простирается от электрода 2 до поверхности слоя 4. В момент размножения электронов слой на проволочке частично заряжается, и это приводит к уменьшению напряженности поля в точке разряда, следствием чего15 является автоматическое прекращение разряда в жидкости.После этого наступает период восстановления поля,Счетчик в таком исполнении является про 20 порциональным, устойчив в работе. В качестве полупроводникового слоя на нити может быть использовано, например, полупроводниковое стекло, Рабочей средой счетчикамогут служить молекулярные или одноатом 25 ные жидкости, В одноатомные жидкости, например жидкий аргон, следует вводить молекулярные добавки, гасящие ультрафиолетовую радиацию в момент размножения электронов, ведущую к нестабильности процесса30 размножепия. В случае использования в счет-.=ЯС=г+о4 п г+ -1 и2,/ г Составитель Ю, НагоРныхТехред 3. Тараненко Корректор Е, Сапунова Редактор И. Орлова Заказ 1702/14 Изд,1379 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРИосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 чике молекулярной жидкости, например жидкого азота, добавку вводить не следует, так как многоатомная среда отличается малым фотовыходом электронов.При прохождении частицы через счетчик электроны из следа под действием поля устремляются к нити 3 и по пути размножаются. На нити формируется импульс. Вторичные процессы типа вторичньх лавин отсутствуют в силу ограничения тока в разряде за счет покрытия нити и гашения ультрафиолетового излучения,Толщину полупроводникового покрытия и его сопротивление выбирают из условия ограничения тока в разряде. Для этого можно воспользоваться формулой для релаксационного процесса т=РС, где т - время зарядки покрытия, Я - его сопротивление, С - емкость.Емкость С и сопротивление Я соответственно равны где е - диэлектрическая постоянная слоя;/ - длина нити;г - радиус нити;6 - толщина слоя;р - удельное сопротивление материалапокрытия.11 з этих формул следует 4Развитие лавины обычно происходит завремя т=10 -сек, Поэтому, если принять, например, радиус проволочки г=5 10 - з см, покрытие проволочки выполнить из полупровод 5 никового стекла, для которого в=5 и р==10 ои см, то из формулы (3) следует, что6=10 -с,и. Размеры лавины у проволочкиимеют величину - 2 л л, поэтому электрическая емкость покрытия в месте подхода ла 10 ьины к про олочке равна, как следует изформулы (1), 2 пф. Заряд этой емкости, например, до 1 кв, когда прекращается разрядв жидкости, требует 2 10 -к заряда, или101 о электронов.15 Количеств зо свобод 1:ых электронов, образуемых частицей в жидкости на пути 1 см,составляет 10 - 104. Следовательно, коэффициент усиления счетчика составляет 10 - 107.Эффективность счетчика составляет20: 100%,Принцип, заложенный в предлагаемомсчетчике, мс:кет быть геренесен на нитянуюпроволочную камеру, т. е, проволочки в нейможно покрыть слоем полупроводника. А(идкостной счетчик заряженных частиц, 30 содержащий вь:соковольтный источник питания, цилиндрический проводящий корпус, служащий катодом и заполненный диэлектрической жидкостью, по оси которого расположена проводящая нить, служащая анодом, 35 отлачаюи,ийся тем, что, с целью повышениякоэффициента усиления, увеличения эффектигности регистрации частиц и обеспечения пропорпиояальпости коэффициента усиления пр. ограш 1 ченном разряде, пить счетчика по крыта слоем полупроводника.